太阳能电池自动跟踪系统的研制

　　计算机应太阳能电池自动跟踪系统的研制北方工业大学工学院北京141张常年赵红怡吕原。，要本系统以单片机技札为核心，通过模数转换芯片对电池板发电电压进行采样，由软牛对采样信号进疔分析，给出指令，驱动直流电机转动电池板，实现追踪太阳的效果，达到提鬲发电效率的目的。1引言随着社会经济的发展，能源和资源的消耗速度越来越快节约能源。保护环境己经成为人类，持续发展的必要条件，人们的注意力正转向再生能源的利用和开发，太阳能发电已成为全球发展速度最快电站的太阳能电池板阵列基本上都是固定的，没有充分利用太阳能资源，发电效率低下，制约了大规模电站的发展太阳能发电在我国衫采用弹簧砧能跟踪式传感器跟踪式的系统，发电成本还很高，不利尸跟踪系统的推广与发，提高发电效本是降低成本的捷径，我们开发的太阳能电池自动跟踪系统，使太阳能电池板始终对着太阳，保持最大的发电效率，具有成本低免维护等优点，有较好的推广应用价值2系统的构成工作原理光伏系统的本质就是太阳能发电系统，主要由太阳能电池板阵列汁算机控制系统。乍1动跟踪技制器蓄电池组1逆变器配电柜等组成其核心是计算机控制系统和全自动跟踪控制器普通固定式光伏电站的发电效率过于低下，跟踪式光伏系统可以提高发电效率50以上。闯1跟踪，式与非跟踪模式采样光强的对比全动跟踪控制器上要有以下几个功能实时控制太阳能电池板的方向与仰角，实现对太阳能的跟踪；根据外界的信息，对毙个系统进行监控，适时作出调整，以保证系统的正常运行；协调太阳能电池板蓄电池逆变器等设备，取代汁算机控制系统的工作，构成光伏系统的核心。

　　太阳能电池动追踪系统主要分为机械部分和控制部分。机械部分主要由电池板支架，底座和直流电机构成，机械装聊由电机驱动，可以使电池板在水平方向上的360和垂直方向上的085之间自由旋转；控制部分主要由单片机系统构成，单片机系统具有成本低，智能化程度高，扩展性强等优点，由8051和0809构成的单片机系统配合内部的逻辑芯片和外围的电路元件，实现对太阳能电池板的控制。

　　系统工作原理2.

　　系统进作状态后，控制水肀方的电机将处于旋转状态，8051将对0809采样进来的电压信号进行判断电池板可能朝向太阳旋转，也可能背向太阳旋转，所以电压也有增大和减小两种可能料北京市柳育委员会科菝发展计划资助项目张常年，等太阳能电池自动跟踪系统的研制如果电池板朝向太阳旋转，采样电压必然，大，程序将给出继续转动的指令，转动过程中，8051旦发现电压减小，将立即发出指令，让电池板反转为防止机械抖动，当电池板电压再次减小时，电机停止转动，此时电池板正对着太阳。

　　如果电池板开始就背向太阳旋转。采样电托必然会减小，电池板自然会反转，这时就朝太阳方向旋转了纟电压第次减小时也就说明此时电池板正，卞太阳了。电池板停止。水肀方向的追踪完成在垂直方向上的跟踪原理和步骤与水平方向的完全致，只是电池板可能转到尽头而锁死，此时采样电压保持不变，只要在程序中加入当采样电压不变时，电池板反转的指令即可。采样后要有延时，延时在0.5秒左右比较合适，太大会影响精度，太小则会造成采样电压不变，程序误以为电池板锁死，不再跟踪太阳两个方向的追踪都完成后，电池板将停止运动，这个停止时间可以在程序中自由设定，实际系统设定30分钟左右比较适，这样既叮以保持较高的发电效率，可以防止过多的电能消耗在电机电机的旋转由继电器控制，继电器的吸合靠8051的，1口给出指令，因为单片机的电流远远不够驱动继电器，所以中间要加入放大电路，还要有电源电路冷外围设各，8051系统结构简单，性能稳定，价格低廉，在大型电站中，单片机的成本几乎可以不计算在内09为8路输的8位人0转换装置，在试骑过程中及检测，灿能屯池板的最输出电压为2抑左右，转动太阳能板时，每1.5度电压变化约0.，8位共22561数位，也就是说，坫本上能保持歧阳能电池板的难线夂阳光线突角在1.5度以内，完全可以满足精度的需要。0809的输入只用了路，在其扩展系统中，还可以进行其他妁挖制与测量，如风力。也吧池状况负找变化等，因此，本系统还拥有定的扩展性当然，也可以用更经济的路输入的人0芯片，进步降低成本，3软件设计跟踪模式的判断过程完全由软件实现，灵活度很高，可以针对不同的地区和不同的气候进行调整，尽量提高光伏电站的发电效率本系统为了满足全自动的需要，还可以根据太阳光线强弱的变化进行判断，自动开启或关闭跟踪模式。这样可以防止夜间意义的跟踪。减少电池的消耗单片机系统的功耗在瓦左右，夜间单片机系统4继续开不会浪费电池太多的电力，天亮后阳光增强时，系统将自行启动浣全不需要人为预，当然也可以手动关闭1片机系统，节省电力蓄电池可随时提供照明或工农业用电，当蓄电池屯压低于定值系统将发1！警报，汴自动叻断供电电路，以满足自身需要单片机系统由电机电源统供电。电池参数山电压传感器采集，还可以根据需要，加温度传感器光强传感器风力传感器等多种传感装置太阳能电池板有两个自由度，控制机构将分别对1两方向进调整单片机加电夂位后，方向将处于旋转状态，8051将对0809采样进来的电压信号进行判断，电压有增大和减小两种可能，如电压增大，则让电池板继续转动，旦电压减小，8051将立即发出信号，让电机反转，实现电池板对太阳的跟院为了防止机械抖动，当8051判断出电压第次减小时，电机停止转动。同理进行方向的判断与调整，两个方向的调整结束后，太阳能电池板将停止运动，单片机经过延时后，进入下个采样周期当电池板转到尽头时，采样电压不再变化，据此，程序将自动反转电池板，以保护电机不受损害。

　　4结，语太阳能电池自动跟踪系统的开发与研究，提高太阳能电池板的发电效率，达到了低成本高精度使用灵活的要求，为大规模使用太阳能发电，合理利用能源进行了有益的探索。

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